傅立葉變換紅外光譜儀基本原理
傅立葉變換紅外光譜儀(Fourier Transform Infrared Spectrometer深入闡釋,簡寫為FTIR Spectrometer),簡稱為傅立葉變換紅外光譜儀(如圖1)相關性。它不同于色散型紅外分光的原理,是基于對干涉后的紅外光進行傅立業(yè)變換的原理而開發(fā)的紅外光譜儀物聯與互聯, 主要由紅外光源穩定、光闌、干涉儀(分束器供給、動鏡優勢與挑戰、定鏡)、樣品室解決方案、檢測器以及各種紅外反射鏡趨勢、激光器、控制電路板和電源組成上高質量∫徽臼椒??梢詫悠愤M行定性和定量分 析,廣泛應用于醫(yī)藥化工攻堅克難、地礦管理、石油、煤炭雙向互動、環(huán)保效率和安、海關、寶石鑒定品牌、刑偵鑒定等領域深入開展。
圖一
傅立葉變換紅外光譜儀工作原理:
紅外線和可見光一樣都是電磁波,而紅外線是波長介于可見光和微波之間的一段電磁波應用。紅外光又可依據(jù)波長范圍分成近紅外建議、中紅外和遠紅外三個波區(qū),其中中紅外區(qū)(2.5~25μm相貫通;4000~400cm-1)能很好地反映分子內(nèi)部所進行的各種物理過程以及分子結構方面的特征不斷發展,對解決分子結構和化學組成中的各種問題zui為有效,因而中紅外區(qū)是紅外光譜中應用zui廣的區(qū)域自動化方案,一般所說的紅外光譜大都是指這一范圍緊密協作。
紅外光譜屬于吸收光譜,是由于化合物分子振動時吸收特定波長的紅外光而產(chǎn)生的,化學鍵振動所吸收的紅外光的波長取決于化學鍵動常數(shù)和連接在兩端的原子折合質(zhì)量發揮重要作用,也就是取決于的結構特征醒悟。這就是紅外光譜測定化合物結構的理論依據(jù)。
紅外光譜作為“分子的指紋”廣泛的用于分子結構和物質(zhì)化學組成的研究高質量。根據(jù)分子對紅外光吸收后得到譜帶頻率的位置也逐步提升、強度、形狀以及吸收譜帶和溫度註入了新的力量、聚集狀態(tài)等的關系便可以確定分子的空間構型重要的作用,求出化學建的力常數(shù)、鍵長和鍵角特點。從光譜分析的角度看主要是利用特征吸收譜帶的頻率推斷分子中存在某一基團或鍵積極回應,由特征吸收譜帶頻率的變化推測臨近的基團或鍵,進而確定分子的化學結構又進了一步,當然也可由特征吸收譜帶強度的改變對混合物及化合物進行定量分析。而鑒于紅外光譜的應用廣泛性,繪出紅外光譜的紅外光譜儀也成了科學家們的重點研究對象.
傅立葉變換紅外(FT-IR)光譜儀是根據(jù)光的相干性原理設計的多元化服務體系,因此是一種干涉型光譜儀規劃,它主要由光源(硅碳棒,高壓汞燈)深度,干涉儀帶動擴大,檢測器,計算機和記錄系統(tǒng)組成開拓創新,大多數(shù)傅立葉變換紅外光譜儀使用了邁克爾遜(Michelson)干涉儀持續發展,因此實驗測量的原始光譜圖是光源的干涉圖,然后通過計算機對干涉圖進行快速傅立葉變換計算促進善治,從而得到以波長或波數(shù)為函數(shù)的光譜圖擴大,因此,譜圖稱為傅立葉變換紅外光譜道路,儀器稱為傅立葉變換紅外光譜儀規模設備。
光學原理:
圖2是傅立葉變換紅外光譜儀的典型光路系統(tǒng),來自紅外光源的輻射指導,經(jīng)過凹面反射鏡使成平行光后進入邁克爾遜干涉儀競爭力,離開干涉儀的脈動光束投射到一擺動的反射鏡B,使光束交替通過樣品池或參比池進一步完善,再經(jīng)擺動反射鏡C(與B同步)集聚,使光束聚焦到檢測器上。
傅立葉變換紅外光譜儀無色散元件調整推進,沒有夾縫狀況,故來自光源的光有足夠的能量經(jīng)過干涉后照射到樣品上然后到達檢測器,傅立葉變換紅外光譜儀測量部分的主要核心部件是干涉儀,圖3是單束光照射邁克爾遜干涉儀時的工作原理圖同期,干涉儀是由固定不動的反射鏡M1(定鏡)生產效率,可移動的反射鏡M2(動鏡)及分光束器B組成,M1和M2是互相垂直的平面反射鏡效果。B以45°角置于M1和M2之間使用,B能將來自光源的光束分成相等的兩部分,一半光束經(jīng)B后被反射密度增加,另一半光束則透射通過B有效性。在邁克爾遜干涉儀中,當來自光源的入射光經(jīng)光分束器分成兩束光機遇與挑戰,經(jīng)過兩反射鏡反射后又匯聚在一起廣泛關註,再投射到檢測器上,由于動鏡的移動集成技術,使兩束光產(chǎn)生了光程差就能壓製,當光程差為半波長的偶數(shù)倍時,發(fā)生相長干涉適應能力,產(chǎn)生明線更優美;為半波長的奇數(shù)倍時,發(fā)生相消干涉防控,產(chǎn)生暗線成效與經驗,若光程差既不是半波長的偶數(shù)倍,也不是奇數(shù)倍時堅實基礎,則相干光強度介于前兩種情況之間稍有不慎,當動鏡移動,在檢測器上記錄的信號余弦變化行動力,每移動四分之一波長的距離提供有力支撐,信號則從明到暗周期性的改變一次,(圖3)
圖2
圖3
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